数控加工工艺规程与夹具设计问题的思考

杨思宇

天津地下铁道运营有限公司

数控加工工艺规程与夹具设计问题的思考

杨思宇

天津地下铁道运营有限公司

随着科学技术发展，数控机床在制造业中的应用愈发广泛，在提高机床加工质量和效率等方面发挥着积极作用。与传统机械加工有所不同，数控加工的工艺规程与夹具设计具有诸多独特性，要严格遵循加工工艺规程，充分发挥数控加工工艺优势。文章主要从工艺规程与夹具设计问题两个方面探讨数控加工。

数控加工；工艺规程；夹具设计

前言

数控机床是精密机械、自动控制与计算机等多项技术综合的产物，具有较高的自动化水平。与传统机械加工不同，数控加工工艺更具优势，符合制造业现代化改革需求，在实践应用中，能够降低工人劳动强度，且能够提高自动化水平，还能够有效完成复杂曲面零件加工。但在数控加工过程中，工艺规程与夹具设计存在一些问题，应给予更多关注和重视，以此来提高产品加工有效性。

1、数控加工工艺规程

1.1 设计步骤与内容

与传统工艺设计不同，数控加工工艺设计与零件分析、毛坯确定及工序设计存在密切联系，但唯一的区别在于能够考虑产品的数控加工特点，且工艺设计内容更加复杂，需要采用针对性、特殊性方法，最终实现对产品的合理设计。

在实践加工中，通过对零件图纸的分析后，合理选择加工工艺，并进行数学处理，编制出程序单，选择加工介质，最终进入到数控起床进行加工。数控加工的优势体现在机床的指令格式，能够将走刀路线进行编程处理，按照既定的指令加工，以此来提高加工精度度。

1.2 加工原则

企业不同，零件加工要求、批量生产规模等细节之处存在一定差别，针对同一工件进行加工时，需要选择多种方案。因此确定数控加工方案时，务必要从实际情况出发，充分考虑经济等因素后，使得制定的方案具有较强的可行性。同时在施加中，还要坚持如下几项原则：

一是先内后外原则。针对具有内孔的零件，应先加工内表面后进行外表加工，主要是零件加工会存在刀具刚性不足情况，如果先外后内，极易造成加工振动增加，影响到表面加工精度。二是由近及远原则。该项原则要求在加工方案基础之上，先加工与刀具距离较近的位置，然后加工稍远的部位，以此来缩减刀具的移动幅度，降低空走刀频率，既能够提高加工有效性，还能够增强工件刚性。三是灵活原则。在数控方案基础之上，务必要考虑零件加工情况，灵活运用各类原则，必要情况下，还应打破上述原则，最大限度上提高零件加工质量。

1.3 夹具与刀点选择

为了提高工作有效性，对于夹具的选择要注意更多。由于夹具较为简单，在选择时要确保加工夹具加紧与可转刀具位置固定，同时要考虑坐标系尺寸[1]。目前，常见的夹具具有组合性，且能够反复使用，以此来减少装备时间，创造更高的经济效益。刀点是刀具运行的轨迹，位置较为灵活，可分布在零件上或者零件外。如孔定位共建，常常将孔中心视为对刀点，使得工艺选择与零件设计标准相符，避免换刀时，刀具对工件的损坏。

完成上述工作后，接下来，要确定走刀路线与切削量。其中走刀路线对数控加工质量具有深远影响，故要考虑多项影响因素后，确定出最佳的走刀方案。后者在实践中，主要强调的是主轴转速、进给速度等要素之间的协调性，以此来形成最佳切削参数。

2、数控夹具设计问题思考

2.1 夹具准确定位

数控机床加工时，对于夹具的定位非常关键。因此在编程时，要以工件坐标系为基础，将工件、夹紧在夹具之上，安装到机床上。此时，通过对三点的处理，形成对刀，完成对刀后，便能够确定工件与机床坐标系之间的关系，使得数控加工系统能够按照预设的流程进行产品加工。

2.2 刚性需求

针对夹具的设计，要充分考虑刚性需求，主要是在数控加工时，多坚持工序集中原则。一般来说，精加工与粗加工会运用同一夹具，但值得注意的是，夹具设计务必要满足刚性要求，否则数控加工无法有序开展。

2.3 工件数量

夹具设计时，针对装夹的工件数量确定，应尽可能多装，以此来降低停机频率，且能够减少换刀次数，以此来提高数控加工有效性，满足批量生产要求，为企业创造更高的经济效益。

2.4 更换问题

一般来说，当生产的产品尺寸不同时，要加强对零件夹具的更换，以此来降低生产成本，提高夹具利用率。同时，要考虑夹具通用性问题，将其设计成为能够适用于一个、或者多个的通用型夹具[2]。目前，基于产品定位精度需求，定位件外圆与体孔之间配合应尽量避免其中的间隙，确保产品质量。为了更为方便地进行定位拆件，可以在定位件中设计一个螺孔，然后将螺杆拧入其中，通过这种方式，能够有效提高定位准确性。除此之外，夹具设计时，人员还要避免机床与夹具之间的空间干涉，保障夹具定位面对机床坐标原点更加精确，且能够提升产品刚性。

结论

根据上文所述，数控加工作为制造业主要加工模式，有利于提高产品生产质量和效率。在实践加工中，企业要根据自身实际情况，科学确定数控加工方案，合理确定机床参数、切削量等，做好夹具设计工作，从而提高产品生产有效性。随着科学技术不断发展，我们还要将新技术融入到数控加工体系中，丰富数控加工功能。

[1]赵秀芹.数控加工中工艺与夹具设计若干问题的思考[J].山东工业技术，2017（,07）：64.

[2]朱敏.数控加工中的工艺与夹具设计若干问题探讨[J].科技风,2016（,04）：41-42.